综述:稻米淀粉回生研究进展:机制、影响因素、检测技术与调控方法

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  这篇综述系统探讨了稻米淀粉回生(retrogradation)的分子机制、影响因素(如直链淀粉(amylose)/支链淀粉(amylopectin)、水分含量、储存温度)、检测技术(热力学/光谱/流变学分析)及调控策略(物理/酶法/化学修饰)。通过整合1545篇文献,提出抑制回生对提升稻米制品感官品质和工业应用价值的关键作用,为延长食品货架期提供理论支撑。

  

结构特征与回生机制
稻米淀粉由直链淀粉(α-1,4糖苷键线性连接)和高度分支的支链淀粉(含α-1,6分支点)构成,其回生本质是淀粉分子从无序凝胶态向有序结晶态的重排。冷却过程中,直链淀粉通过氢键快速形成双螺旋结构(短期回生),而支链淀粉侧链则缓慢重组为更稳定的结晶区(长期回生),导致体系浊度上升、溶解度下降。

多维影响因素解析
内在因素中,直链淀粉含量>25%会显著加速回生,支链淀粉短链比例(DP 6-12)则促进结晶核形成;外源添加糖类(如蔗糖)通过竞争结合水分子抑制回生,而脂质-直链淀粉复合物可增强分子有序性。环境参数方面,4-8°C的冷藏温度最易诱发回生,pH 5.0-7.0时氢键作用最强。

检测技术进展
差示扫描量热法(DSC)可量化回生焓变(ΔH),X射线衍射(XRD)用于分析结晶度变化,傅里叶变换红外光谱(FTIR)则捕捉1047/1022 cm-1峰比值变化。原子力显微镜(AFM)动态观测显示,回生48小时后淀粉微球簇尺寸增大3-5倍。

创新调控策略
物理改性中,高压处理(400 MPa)可使回生率降低40%;酶法修饰采用普鲁兰酶(pullulanase)切断α-1,6键以减少分支密度;添加0.1%黄原胶(xanthan gum)通过空间位阻效应延缓分子重排。值得注意的是,复合调控(如超声波协同β-淀粉酶)可使米饭货架期延长至7天。

未来展望
需开发实时监测技术(如微型NIRS传感器)和精准分子调控工具(CRISPR编辑GBSSI基因)。通过多组学联用解析淀粉-蛋白质-脂质互作网络,将为定制低回生功能性稻米制品提供新思路。

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